EAP-PEAP&EAP-TLS认证具体流程分析.docx

1、EAP-PEAP&EAP-TLS认证具体流程分析EAP-PEAP认证具体流程分析（结合radius认证协议及抓包）1.1 EAP-PEAP背景EAP: （Extensible Authentication Protocol）可扩展认证协议。EAP属于一种框架协议，最初规范于RFC2284，后来经RFC3748更新。EAP是一种简单的封装方式，可以运行于任何的链路层，不过它在PPP链路上并未广泛使用。 EAP 的基本架构如图所示： EAP 认证方式（EAP Method）。 EAP 会把证明使用者身份的过程，授权给一个称为EAP method 的附属协议，EAP method 乃是一组验证使用者

2、身份的规则。 使用EAP method 的优点是，EAP从此可以不用去管验证使用者的细节。当新的需求浮现时就可以设计出新的认证方式，就算要用于无线局域网也不成问题。 常用的EAP认证方法如下图所示： PEAP，受保护的EAP（Protected EAP）。PEAP是由Microsoft、Cisco和RSA Security共同开发，在EAP框架中基于证书+用 户名密码实现用户WLAN接入鉴权。PEAP是EAP认证方法的一种实现方式，网络侧通过用户名/密码对终端进行认证，终端侧通过服务器证书对网络侧进行认证。用户首次使用PEAP认证时，需输入用户名和密码，后续接入认证无需用户任何手工操作，由终端

3、自动完成。1.2 EAP-PEAP技术原理PEAP(Protected EAP)实现通过使用隧道在PEAP客户端和认证服务器之间进行安全认证。EAP 客户端和认证服务器之间的认证过程有两个阶段。 第一阶段：建立 PEAP 客户端和认证服务器之间的安全通道，客户端采用证书认证服务端完成TLS握手。服务端可选采用证书认证客户端。第二阶段：提供 EAP 客户端和认证服务器之间的 EAP 身份验证。整个 EAP 通信，包括 EAP 协商在内，都通过 TLS 通道进行。服务器对用户和客户端进行身份验证，具体方法由 EAP 类型决定，在 PEAP 内部选择使用(如：EAP-MS-CHAPv2)。访问点只会

4、在客户端和 RADIUS 服务器之间转发消息，由于不是 TLS 终结点，访问点无法对这些消息进行解密。目前被WPA和WPA2批准的有两个PEAP子类型 PEAPV0-MSCHAPV2，PEAPV1-GTC，使用广泛的是PEAPV0-MSCHAPV2。1.3 PEAP用户接入流程图1 PEAP用户接入流程E1 认证初始化1) WLAN UE向WLAN AN发送一个EAPoL-Start报文，开始802.1x接入的开始。2) WLAN AN向WLAN UE发送EAP-Request/Identity报文，要求WLAN UE将用户信息送上来。 3) WLAN UE回应一个EAP-Response/I

5、dentity给WLAN AN的请求，其中包括用户的网络标识。用户ID，对于PEAP-mschchap v2认证方式的用户ID是由用户在客户端手动输入或者配置的。此次用户名建议同用户的portal认证用户名密码。4) WLAN AN以EAP Over RADIUS的报文格式将EAP-Response/Identity发送给Radius,并且带上相关的RADIUS的属性。5) Radius收到WLAN AN发来的EAP-Response/Identity，根据配置确定使用EAP-PEAP认证，并向WLAN AN发送RADIUS-Access-Challenge报文，里面含有Radius发送给WL

6、AN UE的EAP-Request/Peap/Start的报文，表示希望开始进行EAP-PEAP的认证。6) WLAN AN将EAP-Request/PEAP/Start发送给WLAN UE。E2 建立TLS通道7) WLAN UE收到EAP-Request/Peap/Start报文后，产生一个随机数、客户端支持的加密算法列表、TLS协议版本、会话ID、以及压缩方法（目前均为NULL），封装在EAP-Response/TLS/Client Hello报文中发送给WLAN AN。8) WLAN AN 以EAP Over RADIUS的报文格式将EAP-Response/ TLS /Client

7、Hello发送给认证服务器Radius,并且带上相关的RADIUS的属性。9) Radius收到Client Hello报文后，会从Client 的Hello报文的加密算法列表中选择自己支持的一组加密算法Server产生的随机数Server 证书（包含服务器的名称和公钥）证书请求Server_Hello_Done属性形成一个Server Hello报文封装在EAP消息中，使用AccessChallenge报文发送给WLAN AN。10) WLAN AN把Radius报文中的EAP-request消息发送给WLAN UE.11) WLAN UE收到报文后，进行验证Server的证书是否合法（使用

8、从CA证书颁发机构获取的根证书进行验证，主要验证证书时间是否合法，名称是否合法），即对网络进行认证，从而可以保证Server的合法。如果合法则提取Server证书中的公钥，同时产生一个随机密码串pre-master-secret，并使用服务器的公钥对其进行加密，最后将加密的信息ClientKeyExchange+客户端的证书（如果没有证书，可以把属性置为0）TLS finished属性封装成EAP-Rsponse/TLS ClientKeyExchange报文发送给WLAN AN.如果WLAN UE没有安装证书，则不会对Server证书的合法性进行认证，即不能对网络进行认证。12) WLAN

9、AN以EAP Over RADIUS的报文格式将EAP-Response/TLS ClientKeyExchange发送给认证服务器Radius,并且带上相关的RADIUS的属性13) Radius收到报文后，用自己的证书对应的私钥对ClientKeyExchange进行解密，从而获取到pre-master-secret，然后将pre-master-secret进行运算处理，加上WLAN UE和Server产生的随机数，生成加密密钥、加密初始化向量和hmac的密钥，这时双方已经安全的协商出一套加密办法了。Radius将协商出的加密方法+TLS Finished消息封装在EAP over Rad

10、ius报文AccessChallenge中，发送给WLAN AN。 14) WLAN AN吧Radius报文中的EAP-Request消息发送给UE。15) WLAN UE回复EAP Response/TLS OK消息。16) WLAN AN将EAP Response/TLS OK消息封装在Radius报文中，告知Radius建立隧道成功。至此WLAN UE与Radius之间的TLS隧道建立成功。E3 认证过程17) WLAN AN把Radius报文中的EAP域提取，封装成EAP-request报文发送给WLAN UE。18) WLAN UE收到报文后，用服务器相同的方法生成加密密钥，加密初始

11、化向量和hmac的密钥，并用相应的密钥及其方法对报文进行解密和校验，然后产生认证回应报文，用密钥进行加密和校验，最后封装成EAPresponse报文发送给AP，AP以EAP Over RADIUS的报文格式将EAP-Response发送给认证服务器Radius Server,并且带上相关的RADIUS的属性，这样反复进行交互，直到认证完成。在认证过程中，Radius Server会下发认证后用于生成空口数据加密密钥（包括单播、组播密钥）的PMK给WLAN UE。19) 服务器认证客户端成功，会发送AccessAccept报文给WLAN AN，报文中包含了认证服务器所提供的MPPE属性。20)

12、WLAN AN收到RADIUS-Access-Accept报文，会提取MPPE属性中的密钥做为WPA加密用的PMK,并且会发送EAPsuccess报文给WLAN UE。E4 地址分配21) WLAN UE和WLAN AN间的空中数据报文进行加密传送，与WLAN AN进行DHCP流程交互，直至WLAN UE获取IP地址E5 计费开始22) WLAN UE通过RADIUS-Accounting-Request（Start）报文通知Radius开始进行计费，含有相关的计费信息。23) Radius向WLAN UE回应RADIUS-Accouting-Response(Start)报文，表示已开始计费

13、。1.3.1 STA & radius server上抓包分析(一) 在STA上打开wireshark，在capture option选项中选择对应的无线网卡，并把capture packets in promiscuous mode前面的勾去掉，过滤eap|eapol|bootp的数据包。PEAP认证成功时，STA的抓包如下（该抓包是抓的STA-AP之间的EAPoL包）：和“PEAP用户接入流程图”中的步骤相对应，步骤与包的对应关系如下图所示：123671011141521(二) 在radius server上打开wireshark，在capture option选项中选择对应的无线网卡，并

14、把capture packets in promiscuous mode前面的勾去掉，过滤radius的数据包。PEAP认证成功时，radius server上的抓包如下，（该抓包是抓的APRadius server之间的EAP over Radius包）：和“PEAP用户接入流程图”中的步骤相对应，步骤与包的对应关系如下图所示：4 589121316201.4 PEAP用户下线流程用户下线流程包括用户主动下线、网络下线和异常下线三种情况。图2给出了用户主动下线流程，图3给出了网络下线流程，图4给出了用户异常下线流程。1. 用户主动下线图2 用户主动下线流程1）WLAN UE主动终止会话，发起

15、EAPoL-logoff请求退出网络。2）WLAN AN向AAA Server发送计费停止请求的报文。3）AAA Server向WLAN AN回复计费停止请求报文的响应。2、网络发起用户下线图3 网络发起下线流程1）出于管理目的，网络发起下线流程，可以由AAA Server触发Disconnect-Request给WLAN AN。2）WLAN AN终止用户会话，释放用户会话资源。3）WLAN AN向AAA Server回复Disconnect-ACK消息。4）WLAN AN向AAA Server发送计费停止请求的报文。5）AAA Server向WLAN AN回复计费停止请求报文的响应。3、网络发起用户下线图4 用户异常下线流程1) WLAN AN检测固定时间内流量小于阈值或者通过Keep Alive机制检测发现用户已经不在线。2) WLAN用户接入认证点向Radius发送计费停止请求的报文3) Radius向WLAN用户接入认证点回计费停止请求报文的回应1.5 MS-CHAP V2认证流程图4 MS-Chapv2用户认证流程1) Radius在TLS通道内发起EAP-